淺論分布式能源供電系統(tǒng)與電力系統(tǒng)并網(wǎng)

李才良

【摘要】能源問(wèn)題日益影響到我國(guó)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，隨著近年來(lái)能源匱乏現(xiàn)象的加劇，新能源開(kāi)發(fā)等問(wèn)題越來(lái)越受到國(guó)家重視。分布式發(fā)電技術(shù)能夠滿足我國(guó)未來(lái)發(fā)展規(guī)劃與戰(zhàn)略中的節(jié)能減排的目的，同時(shí)能夠促進(jìn)可再生能源再開(kāi)發(fā)，因此國(guó)家對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)一直保持著足夠的重視。本文從分布式能源供電系統(tǒng)探討出發(fā)，針對(duì)其與電力系統(tǒng)并網(wǎng)產(chǎn)生的意義，反映出供電的穩(wěn)定性、環(huán)保性等，在減少污染，降低成本的基礎(chǔ)上，分布式發(fā)電也呈現(xiàn)出高靈活性、較強(qiáng)兼容性等特點(diǎn)，因此在新型發(fā)電技術(shù)中受到了很高的重視。本文在分析分布式能源供電系統(tǒng)并網(wǎng)后對(duì)電能質(zhì)量、系統(tǒng)故障以及潮流計(jì)算等帶來(lái)的影響的同時(shí)，也提供了一些解決對(duì)策。

【關(guān)鍵詞】分布式能源;供電系統(tǒng);電力系統(tǒng)并網(wǎng);相關(guān)研究

1.引言

電力資源是當(dāng)前及未來(lái)的一種重要資源?！半姟睂?duì)于人類的生產(chǎn)、生活而言，具有重要的意義。一方面，電力資源極大地提高了人們的生活水平以及國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，另一方面，在人們生活的方方面面，電力資源都發(fā)揮了重要的意義與價(jià)值。^[4]不過(guò)，在重視對(duì)電力資源的開(kāi)發(fā)與使用的過(guò)程中，不能忽視一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題：大量使用電力資源容易帶來(lái)不可避免的能源緊缺以及環(huán)境污染等問(wèn)題，同時(shí)傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的缺點(diǎn)也日益凸顯出來(lái)。過(guò)去的電力系統(tǒng)導(dǎo)致電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性不高、安全性較差，且一些電力事故頻頻發(fā)生。

從電力事故頻發(fā)的各種事件也不難看出，我國(guó)過(guò)去傳統(tǒng)的“大電網(wǎng)”思維存在一定的缺點(diǎn)，大電網(wǎng)的局部事故容易擴(kuò)散，且其聯(lián)網(wǎng)、維護(hù)的成本高，同時(shí)電力資源的利用率卻不高。分布式能源供電系統(tǒng)則不同，一方面分布式能源供電方式具有靈活性高、兼容性強(qiáng)等特點(diǎn)，另一方面與傳統(tǒng)的發(fā)輸電設(shè)施相比，分布式發(fā)電設(shè)備的位置靠近負(fù)荷中心，更為貼近用戶，因此分布式能源系統(tǒng)能夠解決傳統(tǒng)電力系統(tǒng)帶來(lái)的一系列問(wèn)題。

分布式發(fā)電在經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等方面具有不可替代的優(yōu)勢(shì)，不僅如此，分布式發(fā)電也能夠減小能源供電的風(fēng)險(xiǎn)性，提高能源使用的環(huán)保性，加強(qiáng)能源使用與供電系統(tǒng)的可靠性。與傳統(tǒng)的發(fā)輸配電設(shè)施比較，分布式能源供電系統(tǒng)能夠更加貼近用戶，靠近能源負(fù)荷的中心，同時(shí)能夠降低輸電網(wǎng)絡(luò)的損耗，且分布式能源供電系統(tǒng)占地面積與空間體積都較小，大量投入使用能夠進(jìn)一步減少資本、供電成本的投入，降低國(guó)家集體供電的成本。

基于此，本文從發(fā)展分布式發(fā)電方式的優(yōu)點(diǎn)著手進(jìn)行分析，隨后對(duì)分布式發(fā)電接入設(shè)備與電力系統(tǒng)存在的問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明，通過(guò)對(duì)分布式能源供電系統(tǒng)與電力系統(tǒng)并網(wǎng)展開(kāi)研究，能夠進(jìn)一步豐富我國(guó)的能源與供電系統(tǒng)的改革方式。

2.國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀

分布式能源供電系統(tǒng)是指不直接與集中輸電系統(tǒng)相連的35KV及以下電壓等級(jí)的電源，其中主要包括發(fā)電設(shè)備、儲(chǔ)能裝置等。例如分布式能源供電系統(tǒng)可以利用操作現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的廢氣、廢熱和多余壓發(fā)電，這一點(diǎn)與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)相比，具有污染低、更可靠、更穩(wěn)定、靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。國(guó)外學(xué)者Alyde（1970）分布式能源可以將熱力、制冷、蓄能、燃?xì)?、電力等眾多技術(shù)結(jié)合起來(lái)，將多種能源融合在一起用以發(fā)揮更大的作用，并且大幅度提高能源的有效利用率，減少資金的投入。

分布式能源供電系統(tǒng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)供電系統(tǒng)存在很大的區(qū)別^[1]。其一，分布式能源供電系統(tǒng)并非采用傳統(tǒng)的發(fā)電技術(shù)，而是選用先進(jìn)的材料與技術(shù)、結(jié)合行業(yè)最新的制造技術(shù)以及自動(dòng)控制系統(tǒng)等新工藝、新技術(shù)來(lái)進(jìn)行能源供電;其二，分布式能源供電系統(tǒng)是一種以自動(dòng)控制技術(shù)為基礎(chǔ)而形成的新能源生產(chǎn)系統(tǒng);其三，分布式能源供電系統(tǒng)可以高效地利用發(fā)電時(shí)產(chǎn)生的廢棄能源，在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)可再生能源。國(guó)外學(xué)者柯特（2008）分布式能源供電系統(tǒng)與電力系統(tǒng)并網(wǎng)后，可顯著提高電力系統(tǒng)的可靠性。即使電網(wǎng)斷電，分布式能源供電系統(tǒng)可憑借自身新工藝和新技術(shù)繼續(xù)保持供電，從而確保連續(xù)供電。^[5]

Lafer·H·Welse認(rèn)為和傳統(tǒng)電力系統(tǒng)能源供應(yīng)相比，分布式能源供電系統(tǒng)采用多元化的能源利用類型和供應(yīng)渠道以及多樣化的發(fā)電能源供應(yīng)戰(zhàn)略，有效保證能源供應(yīng)的安全性，有效緩解傳統(tǒng)能源緊缺造成電力能源緊缺問(wèn)題;最后，分布式能源供電系統(tǒng)的規(guī)模小且分散，發(fā)生意外事故或電力災(zāi)害的可能性更小，比傳統(tǒng)供電系統(tǒng)的安全性更高，供電也更加穩(wěn)定。

2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

分布式能源供電系統(tǒng)并入電力系統(tǒng)會(huì)影響配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和短路電流，并導(dǎo)致數(shù)據(jù)發(fā)生變化，最終引起設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行故障。由于分布式能源供電系統(tǒng)的差異，分布式能源供電系統(tǒng)并入電力系統(tǒng)引起的故障類型和故障排除方法也不同。如傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)式分布式能源供電系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生較大的短路電流，而逆變器并網(wǎng)分布式能源供電系統(tǒng)產(chǎn)對(duì)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生故障有不同的特征，并產(chǎn)生較小的短路電流。葛青峰，王永志（2011）^[6]分布式能源供電系統(tǒng)是指不直接與集中輸電系統(tǒng)相連的35KV及以下電壓等級(jí)的電源，主要包括發(fā)電設(shè)備和儲(chǔ)能裝置，它與傳統(tǒng)電網(wǎng)供電系統(tǒng)有很大的區(qū)別。它并非采用傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)，而是以先進(jìn)的材料技術(shù)、制造技術(shù)以及自動(dòng)控制系統(tǒng)等新工藝新技術(shù)為基礎(chǔ)形成的新能源生產(chǎn)系統(tǒng)。

國(guó)內(nèi)還有一些學(xué)者認(rèn)為分布式能源供電系統(tǒng)可以高效的利用發(fā)電時(shí)產(chǎn)生的廢棄能源，例如利用現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的廢氣、廢熱和多余壓發(fā)電，在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)可再生能源。與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)相比，它具有污染低、可靠性和穩(wěn)定性高、靈活性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

3.結(jié)語(yǔ)

我國(guó)目前的用電形式十分嚴(yán)峻和緊張，分布式能源的出現(xiàn)有效的緩解了我國(guó)的用電壓力，十分符合我國(guó)目前施行的可持續(xù)發(fā)展觀，具有十分客觀的發(fā)展前景。從我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)以及我國(guó)能源局勢(shì)來(lái)看，分布式能源供電系統(tǒng)與電力系統(tǒng)并網(wǎng)必然成為未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。雖然，分布式能源供電系統(tǒng)的并入對(duì)電力系統(tǒng)的電量質(zhì)量、系統(tǒng)故障、潮流計(jì)算以及其它方面產(chǎn)生一定的影響，但是依舊不能阻擋歷史的車輪，分布式能源供電與電力系統(tǒng)的并網(wǎng)運(yùn)行將越來(lái)越普遍。

總而言之，分布式能源符合天然氣發(fā)展戰(zhàn)略的需求，有助于緩解用電緊張的情況，減少電網(wǎng)的壓力，使得能源利用率大大提高。本文對(duì)分布式能源供電系統(tǒng)與電力系統(tǒng)并網(wǎng)的相關(guān)研究，希望可以在能源利用率方面進(jìn)行有所改善，推動(dòng)我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

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